大学生数学创新能力培养研究与实践探讨

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  随着我国经济体制改革的逐步深化,社会对人才评价标准发生了变化,不仅要求知识渊博,而且要求具备创新意识、创新精神和创新能力。尤其是对高职院校的大学生来说,他们既要有一定的学科理论研究水平,又要有充分的实践动手能力。为适应社会的发展这一要求,我们的教育观念、教育模式需要不断改革,教育必须创新。
  
  一、学生创新意识的培养
  
  创新意识主要是指:对自然界和社会中的数学现象具有好奇心,不断追求新知,独立思考,会从数学的角度发现和提出问题,进行探索和研究。通过对学生创新意识的培养,积极引导学生将所学知识应用于实际,从数学角度对某些日常生活、生产和其他学科中出现的问题运用数学建模进行研究,或者对某些数学问题进行深入探讨,并在其中充分体现学生的自主性和合作精神,形成获取新知识、运用新知识解决问题以及用数学语言进行交流的能力。
  1.优化师生关系,引导创新意识
  创新意识是人们在周围事物的作用下产生的一种要参与其中的强烈情绪冲动,这种情绪的冲动贯穿在每一个行为表现的过程之中,冲动的积累和连续性决定着创新行为的质量和成果。这里,意识是行为的指南,能力是行为的保证。
  古往今来,人们崇尚师道尊严,教师的尊严神圣不可侵犯。教师在学生面前高高的一站,其感觉就像圣人。而实际上,就是这样的威严禁锢了不少学生的思维,束缚了不少学生的手脚,使他们敢想不敢说,想做又不敢做。尤其是职业大学的学生,他们有相当一部分人是在家长的指责和老师的批评中成长起来的,他们自悲,有个别的甚至自弃,整天在惶恐中过日子,哪里还会有心思去创新?哪里还顾得上享受解答数学题的快乐?
  所以我们首先得优化师生关系,必须改变观念放低自己,对待学生要平等、民主,多与学生沟通,想学生之所想,用真心去关爱他们,努力做学生的真心朋友。从根本上树立学生自信心,想方设法让他们敢想、敢说、敢做。在这个过程中,我们再在教学中积极启动创新思想,通过典型例题,引导学生推广探究;通过新知识,引导学生求新探究;通过快捷思维训练,引导学生直觉探究;通过一题多解,引导学生求异、求巧探究等途径,以激发学生的创新意识。
  2.营造教育环境,激发创新意识
  创新意识是一种发现问题、积极探求的心理取向。要让学生在课堂上和课堂外发现问题和积极探索,必须给他们营造一种创新的氛围。这种氛围,首先要符合创新教育的要求,以民主、宽松、和谐的师生关系为基础,教师必须用尊重、平等的情感去感染学生,使课堂充满爱的气氛。数学学科中有些知识是非常抽象的,是看不见、摸不着或很难去感觉得到的东西,这些知识仅靠口头的描述有时很难勾起学生的想象、激发学生思维的。我们可以指导学生制作课件,有的课例尝试让学生自己实践教学,借助多媒体教学的交互效果,师生互动,创设更加直观便捷的课堂教学情景,将所学的知识化抽象为形象、化枯燥为乐趣,让学生对所学的数学知识产生浓厚的兴趣。由被动转化为主动,由厌学转变为乐学,充分发挥学生的主导作用,培养学生自主学习的热情,使学生在自主学习中实现创新。
  其次,一所大学的文化氛围和科研环境会对大学生的创新能力产生深层次的影响。让大学生参与科研活动和学术活动,他们的创造力才能得以实践、发挥,进而得到提高。教师要带领并指导学生做课题,参与教学研究活动,营造浓厚的学术氛围,笔者主持的江西省立项课题《数学教学中人文精神与创新能力培养的研究和实践》就是带领学生进行研究和实践的。我们利用课外活动时间,从2008年3月到5月这三个月的时间,带领学生到中学参加教学教育活动,利用双休日和节假日,指导学生参与社会调查和爱心家教,同时鼓励大学生积极参加校内外各种学术会议,通过这些学术活动,不仅能使学生了解本领域的前沿工作,提高其专业水平和表达能力,而且可以开阔学生的眼界,拓宽学生的知识面,启迪学生的思维,激发他们强烈的求知欲望和创造欲望。从而发挥他们的想象力,挖掘他们创新的潜能。
  3.优化培养方式,刺激创新意识
  要培养高职院校大学生的创新能力,必须使他们具备符合社会需求的合理的知识结构。传统的大学教学方式灌输多、启发少,不利于创新人才的培养。因此,在高职生教育中必须深化教学改革,优化培养方式,这就要求我们必须建立科学的教学体系。
  首先,要优化课程设置和学科结构。高职院校培养的学生,大多是从事服务性行业或高级技工或中小学教师等,针对社会的需求,课程设置不仅要注重学生掌握比较系统的专业知识,而且要特别注重掌握专业性强、涉足领域宽广的基础理论和丰富的人文知识,突出教学内容的前沿性和启发性。同时还应根据市场形势的变化适时调整课程设置,加强不同学科之间的交叉和融合,对于部分有专长和特殊才能的高职生培养计划可不受培养方案的限制,实行个性化培养和个性化管理。
  其次,改革教学方式。在教学中,应突出学生的主体地位。高职生一般有一定的自学能力,采用讨论式、参与式、启发式的教学方式,不仅能充分发挥学生的主动性,而且有利于培养学生的思维能力和语言表达能力,使学生在课程教学中由被动接受转化为主动参与,实现角色的转变。在知识传授的过程中,用深入浅出的方法讲解实例或以引导学生自主探索获取知识显得尤为重要,这就要求教师刻苦钻研教学、优化教学方法,用学位的提升,各种专业的上岗证书的获取等剌激学生的创新意识。运用实际生活和实际工作运用的案例分析,来激发高职生对所学内容的浓厚兴趣。从而激发他们的创新意识与创新灵感。
  最后,改革高职院校的办学形式,建立校企合作、校校联手的学生培养方式。多采用“走出去,请进来”的方法,这种方法一方面可以发挥高校在理论研究、信息资料和学术队伍等方面的优势,有助于帮助企业解决实际问题。尤其是像高职师范学院的学生,可以通过双休日或节假期,指导他们到农村贫困地区和边远山区支教,既可以帮助农村贫困地区和边远山区发展教育,又锻炼提升了大学生人格及教育教学的能力;另一方面可以发挥企业在工程技术、实验设备和科研经费等方面的综合优势,培养社会所需的高层次人才,改善大学的教学和科研条件。可以发挥中小学教师的实际教学经验,实地指导学生的教学、实验。加强高职学生理论联系实际的能力,为在实践中开展创新活动打下了坚实的基础。
  
  二、学生创造思维能力的培养
  
  所谓创造思维,就是一种在前人、常人的基础上有新的见解、新的发现、新的突破的思维,是与众不同的思考。数学教学中所研究的创造思维,一般是指思维主体自身的一种新颖独到的思维活动。“创造力是通过对已经积累的知识经验进行科学的加工和创造,以产生新知识、新思想、新概念、新成果和新产品的能力。它是以感知、记忆、思考、想象等能力为基础,体现了智力品质的综合性,表现出探索性和求新性。”这是狭义的创新能力。而广义的创新能力也包括利用现有知识去重现前人已经探索的发现过程的能力。它包括发现新事物,提示新规律,创造新方法,解决新问题等思维过程。创造思维是创造力的核心,它具有独特性、求异性、批判性等思维特征,思考问题的突破常规和新奇独特是创造思维的具体表现。创新是科研的精髓,培养具有创新精神、创新能力的人才是高等教育的核心任务和主要目标。如何培养高职的学生创新能力?笔者认为可以从以下几方面入手。
  1. 注意想象力的培养
  想象是在头脑中改造记忆中的表象而创造新形象的过程,也是过去经验中已经形成的那些暂时联系进行新的结合的过程。这个改造和新联系的产生是由于大脑皮层内部机能之间的相互作用。按想象内容的新颖性、独立性和创造性的不同,可以分为再造想象和创造想象两类。其中创造想象力是极其重要的,某种程度上,它比知识更重要。爱因斯坦说:“想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象可以包罗整个宇宙。”在数学教学中如果能充分发挥学生的数学想象,往往可以缩短解决问题的时间,获得数学发现的机会。要培养学生的想象力,首先要教会学生一定的数学基础知识,在学习新知识时要学会捕捉前人解题的想象因素,教师要收集想象的素材,创设想象的情境。
  2. 注意学生灵感的诱发
  数学专业的高职生必须要有扎实的数学理性认识,充分的感性经验和变通的灵性发挥。而这种灵性的发挥来自于灵感,灵感是一种直觉思维, 灵感是表现为人的注意力完全集中在创造的对象上,在注意力高度集中的时候,意识处于十分清晰和敏锐的状态,而突然产生的富有创造性的思路,是认识上质的飞跃。在灵感状态下,工作有极高的效率,因此灵感的发生往往伴随着突破和创新。教师在课堂上要随时捕捉和诱发学生的灵感,对于学生解题的突发奇想、别出心裁的构思、标新立异的设计、超乎常规的问答,哪怕有一点新意都要不适时机地加以称赞和肯定。并且还要进一步通过类比、映射反演、多角变化等手段将学生的思维完全投入到教学中,再进一步诱发、激活创新灵感,找到解决问题的捷径。灵感也是一种顿悟,是过去经验或当前多次尝试失败以后的产物。
  3. 注意发散思维的培养
  发散思维是多方向、多角度和多层次的辐射型思维方式。这种思维方式能避免思维的单一性,训练思维的多向性、流畅性是创新思维的最重要部分,是创新能力形成的最重要的思维方式之一。一般而言,人们习惯于同向思维。然而,数学实际中的许多问题,不是同向思维所容易解决的。
  比如“用火柴梗摆三角形,如果规定一边是一根,其他两边根数不限(但必须是整数根),至少要用多少根火柴,才能摆出一个不等边三角形?”这个问题用逆向思维比较容易得出结论。推导如下:
  假设可以摆出一个不等边三角形,其一边已经限定为1,另两边不妨设为m,n,且m﹤n(m,n∈N)。则有1﹤m﹤n。又m、n是自然数,所以n-m≥1,这与三角形的两边之差小于第三边相矛盾。因此,在限定一边必须是一根火柴梗的条件下,无论如何也摆不出不等边三角形。
  在教学中,教师一方面激励学生打破自己的思维定势,敢于冒险,从多角度、多方位展开联想提出疑问。另一方面,鼓励学生进行批判性质疑。批判性质疑是创新思维的集中体现,科学的发明与创造正是通过批判性质疑开始。让学生敢于对教材上的内容质疑,敢于对教师的讲解质疑。能够打破常规,进行批判性质疑,并且勇于实践、验证,寻求解决的途径,是具有创新意识的学生必备的素质。数学解题中的一题多解、一题多变、巧解奥数题等都是训练学生发散思维的有效途径。
  4. 注意动手能力的培养
  当今数学以技术化的方式迅速辐射到人们生活的各个领域,在我们身边随时接触的一切数字化、信息化的高技术,本质上是一种数学技术。智能机器人、办公自动化、计算机储蓄、售货等计算机电子产业的高速发展,对公民数学修养的要求有很大的变化。我们对高职学生动手能力的培养,实际是为将来独立研究与工作打下坚实基础。加强专业设计、实际操作、整体分析、独立创作是必要而紧迫的任务。◆(作者单位:江西省九江职业大学公共教学部)
  □责任编辑:周瑜芽
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